KR20100029490A

KR20100029490A - 핀튜브 제조에 있어 용접 용이성 확보를 위한 튜브표면처리장치

Info

Publication number: KR20100029490A
Application number: KR1020080088300A
Authority: KR
Inventors: 황덕철
Original assignee: (주)디케이티
Priority date: 2008-09-08
Filing date: 2008-09-08
Publication date: 2010-03-17
Also published as: KR101050366B1

Abstract

본 발명은 핀튜브 제조에 있어 용접 용이성 확보를 위한 튜브 표면처리장치에 관한 것으로 튜브의 외측에 띠 형상의 핀을 나선방향으로 결합시켜 핀튜브를 제조하는 핀튜브 제조장치에 있어서, 공급되는 튜브의 외측 표면에 튜브에 핀을 안정되게 용접시킬 수 있도록 거친면을 형성하는 튜브 표면 스크러치부를 제공함을 특징으로 한다.

상기 튜브 표면 스크러치부(5)는, 상기 프레임(1)의 길이 방향을 따라 다수개 배열되며 회전 이송되는 상기 튜브(T)의 하측에 위치되어 상기 튜브(T)를 지지하게 되는 한쌍의 지지로울러(510)(520)와, 상기 튜브(T)의 상측에서 길이방향을 따라 제공되며 상기 튜브(T)의 표면을 연삭하게 되는 한 쌍의 1차 연삭숫돌(530)과, 상기 튜브(T)의 상측에서 길이방향을 따라 제공되며 상기 튜브(T)의 표면을 연삭하게 되는 한 쌍의 2차 샌드페이퍼(540)와, 모터 구동력을 통해 상기 1차 연삭숫돌(530)과 2차 샌드페이퍼(540)를 회전시키는 회전수단(560)과, 상기 1차 연삭숫돌(530)과 2차 샌드페이퍼(540)가 상기 튜브(T)로부터 분리될 수 있도록 회동각을 조절하는 회동각 조절수단(570)를 포함하여 구성된다.

핀튜브, 핀튜브 자동 제조장치, 튜브 표면처리장치

Description

핀튜브 제조에 있어 용접 용이성 확보를 위한 튜브 표면처리장치{A tube surface treatment for a fin tube auto manufacturing device}

본 발명은 열교환기를 이루는 핀튜브에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 연속 이송되는 튜브의 외측에 띠형상의 핀을 나선형으로 용접 결합시 튜브의 외측 표면을 거친 표면으로 연삭하여 핀이 튜브의 표면에 빠르고 안정되게 용접될 수 있도록 하는 핀튜브 제조에 있어 용접 용이성 확보를 위한 튜브 표면처리장치에 관한 것이다.

일반적으로, 열병합발전소 등지에서는 열효율을 향상시키기 위해 폐열회수보일러(Heat Recovery Steam Generator)가 적용되고 있으며 이는 "HRSG" 라 칭한다.

통상, 발전소 등지에서 가스터빈을 통해 전력을 생산하게 되는 경우 배기가스의 온도는 대략 200-550도의 고열을 발생하게 되어 상당량의 에너지를 가지고 있다고 할 수 있다. 이러한 배기가스가 그대로 외부에 배출되는 경우 상당한 에너지를 그대로 잃게 되는 문제점이 있어 최근 배출되는 배기가스로부터 에너지를 2차적 으로 회수하여 다른 용도로 사용하기 위해 발전소 등지에서는 폐열회수보일러 시스템을 적용하고 있다.

상기 폐열회수보일러 시스템은 대기중으로 배출되어 버려질 배기가스를 이용하여 증기를 발생시키고 폐열회수 보일러에서 발생된 증기로는 증기터빈을 구동하여 전력을 생산하는데 이용하고 있다.

이러한 폐열회수보일러는, 가스터빈의 배기가스로부터 열교환을 통하여 증기를 얻도록 하기 위해 다수의 열교환기를 구비하고 있으며, 이때, 열교환기는 지그재그 형상을 갖는 핀튜브가 적용되고 있다.

상기 핀튜브는, 그 구조를 살펴보면 중공의 튜브와, 상기 튜브의 외측에 다수의 핀이 결합되어 이루어진 것이 적용되고 있다. 여기서, 상기 튜브에 핀을 결합시키는 것은 열접촉면을 확대시켜 열교환 효율을 증가시키고자 하는데 있는 것이다.

그 대표적인 핀튜브가 생산성 향상을 위한 나선형 핀튜브(spiral finned tube) 방식이 있으며, 상기 나선형 핀튜브의 튜브 외주면에 띠형상의 핀을 세워 나선형으로 감아 핀을 형성하는 방식의 열교환기로 핀을 형성함에 있어 공정이 단절되지 않고 지속적으로 유지될 수 있다는 장점이 있다.

그러나 종래의 나선형 핀튜브의 핀 상에는 제조상 주름이 발생되는 문제점이 있고 상기한 주름은 열교환기를 지나는 공기측의 유동저항을 급격하게 증가시키는 단점이 있다.

또한, 핀과 튜브 간에 접촉저항을 줄이기 위해 핀 용접을 하여야 하거나, 핀 이 부착되는 위치에 나선형의 표면처리를 해야 되는 경우도 있어 생산성이 예상보다 저하되는 문제점이 있었다.

이에 따라 생산성이 크게 향상되고 전열면적도 충분히 확보할 수 있으며 유동저항 측면에서도 유리한 새로운 방식의 열교환기가 필요하며 그의 생산 방법 및 장치가 시급히 요구되고 있다.

또한, 핀튜브(Finned Tube)는 제조시 튜브의 외측에 나선상으로 권취되는 핀이 용접된 것으로서, 상기 튜브를 서서히 회전시키고, 언코일러로부터 인출된 띠형상의 핀을 상기 튜브에 수직하게 세워 접선방향으로 접속시킨 상태에서, 상기 튜브와 핀에 전극팁을 근접시킨 다음, 상기 튜브와 핀의 접촉부에 고주파 아크를 발생시켜 상기와 같이 발생된 아크 열을 통해 용접 작업을 수행하게 된다.

상기와 같이 튜브에 핀을 용접함에 있어, 연속적으로 이송되는 띠형상의 핀을 수직으로 세움과 아울러 튜브로부터 소정의 간극을 유지하여야만 안정된 용접이 이루어지는데 종래에는 핀을 수직으로 세우는 전용장치가 없어 현장에서 임시방편적으로 만든 장치를 사용하였기 때문에 작업이 지연되고 용접 불량이 많이 발생하는 문제점이 있어왔다.

또한, 튜브의 외측에 핀 결합시 튜브의 외주면이 매끈하게 처리되어 있어 용접시 용접이 쉽게 되지 않는 문제점이 있어왔다.

이에, 본 발명은 상기한 문제점을 해결하기 위해 창안된 것으로 본 발명의 목적은 핀튜브의 제조시, 튜브에 핀이 나선방향으로 연속적인 용접 결합이 가능하도록 하는데 있다.

즉, 튜브의 외측 표면을 비교적 고른 불규칙 표면으로 연삭하여 이 연삭면을 통해 핀이 용접 결합되도록 하여 용접의 용이성 및 안정성이 확보되도록 하는데 있다.

상기 목적을 달성하기 위하여 본 발명은, 튜브의 외측에 띠 형상의 핀을 나선방향으로 결합시켜 핀튜브를 제조하는 핀튜브 제조장치에 있어서, 공급되는 튜브의 외측 표면에 튜브에 핀을 안정되게 용접시킬 수 있도록 거친면을 형성하는 튜브 표면 스크러치부를 제공하여서 됨을 특징으로 한다.

상기 튜브 표면 스크러치부는,

상기 프레임의 길이 방향을 따라 다수개 배열되며 회전 이송되는 상기 튜브의 하측에 위치되어 상기 튜브를 지지하게 되는 한쌍의 지지로울러와, 상기 튜브의 상측에서 길이방향을 따라 제공되며 상기 튜브의 표면을 연삭하게 되는 한 쌍의 1차 연삭숫돌, 상기 튜브의 상측에서 길이방향을 따라 제공되며 상기 튜브의 표면을 연삭하게 되는 한 쌍의 2차 샌드페이퍼, 모터 구동력을 통해 상기 1차 연삭숫돌과 2차 샌드페이퍼를 회전시키는 회전수단과, 상기 1차 연삭숫돌과 2차 샌드페이퍼가 상기 튜브로부터 분리될 수 있도록 회동각을 조절하는 회동각 조절수단를 포함하여 구성함이 바람직하다.

상기 회전수단은, 상기 1차 연삭숫돌과 상기 2차 샌드페이퍼를 회전시키는 회전축과, 상기 회전축과 체인 연결되어 이들을 동시에 회전시키는 구동축과, 상기 구동축의 중간부분과 체인 연결되어 이를 회전시키는 모터 구동부로 이루어지도록 함이 바람직하다.

상기 회동각 조절수단은, 일단에 상기 회전축에 각각 고정되도록 고정구가 제공되고 타단에 상기 구동축에 회전 가능하게 결합되는 회전구가 각각 결합되는 연결부재와, 상기 회전구에 돌출되게 제공되는 회동바와, 상기 회동바에 각각 연결되어 로드를 통해 전후진 되면서 상기 회동바를 회동시키는 회동실린더로 이루어지도록 함이 바람직하다.

여기서, 상기 1차 연삭숫돌과 상기 2차 샌드페이퍼는 각각 한 쌍으로 제공되도록 함이 가능할 것이다.

따라서, 본 발명은 1차 연삭숫돌과 2차 샌드페이퍼를 통해 튜브의 외측 표면을 매끈한 면이 아닌 비교적 미세한 틈새가 고르게 형성된 표면으로 연삭하도록 하고 이 연삭면을 통해 핀이 용접 결합되도록 하므로써 연삭에 의한 틈새를 통해 용접이 빠르고 간편하게 이루어질 수 있는 효과가 있다.

이하, 본 발명에 따른 핀튜브 제조에 있어 용접 용이성 확보를 위한 튜브 표면처리장치의 바람직한 실시예를 첨부된 도면을 참조로 하여 상세히 설명하며 본 발명을 설명함에 있어 관련된 공지 기술 등은 본 발명의 요지를 흐리게 할 수 있다고 판단되는 경우 그 자세한 설명은 생략하기로 한다.

본 발명은, 도 1 내지 도 6의 도시에 의하여 중공형상의 튜브(T) 외측에 나사 방향으로 띠형상을 갖는 핀(F)의 일단이 연속 권취되어 이루어지는 핀튜브(FT)를 제조하는 장치에 있어, 상기 튜브(T)의 표면에 용접되는 상기 핀(F)의 용접 용이성 확보를 위해 상기 튜브(T)에 표면 거칠기 작업을 수행하는 핀튜브 제조에 있어 용접 용이성 확보를 위한 튜브 표면 스크러치부(6)를 갖는 튜브 표면처리장치를 제공하여서 된다.

다시말해, 본 발명은 튜브(T)의 외측에 띠 형상의 핀(F)을 나선방향으로 결합시켜 핀튜브(FT)를 제조하는 핀튜브 제조장치에 있어서, 프레임(1)의 일측에서 적재된 튜브(T)를 하나씩 상기 프레임(1)의 길이방향을 따라 공급 이송되도록 하는 튜브 공급부(2)와, 상기 프레임(1)의 일측에 제공되어 튜브(T)를 연속적으로 안내 이송하는 튜브 푸싱부(3)와, 핀(F)이 권취된 상태에서 연속적으로 풀림되도록 하는 언코일러(4)와, 상기 튜브(T)의 표면에 용접되는 상기 핀(F)의 용접 용이성 확보를 위해 상기 튜브(T)에 표면 거칠기 작업을 수행하는 표면스크러치부(5)와, 상기 튜브(T)의 표면에 핀(F)을 결합시켜 핀튜브(FT)를 형성시키는 핀튜브 용접부(6)와, 상기 튜브(T)에 핀(F)의 용접 결합시 공급되는 냉각수의 처리수를 필터링하는 슬러지처리부(7)와, 상기 프레임(1)의 후방측에 제공되어 상기 프레임(1)에 제공되는 레일을 따라 길이 방향으로 전후진 왕복 이송하게 되며 상기 핀튜브(FT)의 일단을 고정하는 고정구를 가져서 된 핀튜브 이송기(8)와, 상기 핀튜브(FT)에 도포되어 상기 핀튜브(FT)의 녹슬음을 방지하는 녹슬음 방지액 도포부(9)와, 상기 프레임(1)의 후방측에서 길이방향을 따라 다수개 제공되며, 하측에 제공되는 승강실린더의 승하강 동작에 따라 상기 핀튜브 이송기의 이송에 따른 간섭없이 올려진 상기 핀튜브(FT)를 슬라이드 안내하도록 좌우 한 쌍의 공회전 로울러를 가져서 된 핀튜브 안내부(10)와, 상기 프레임(1)의 후방측에서 길이방향을 따라 다수개 제공되어 상기 핀튜브 안내부(10)에 의해 지지된 상기 핀튜브(FT)의 상측을 커버하는 형태로 슬라이드 지지하여 상기 핀튜브(FT)의 유동을 방지하는 핀튜브 유동 방지부(11)와, 상기 핀튜브(FT)를 적정 길이로 컷팅하는 핀튜브 컷팅부(12)를 포함하여서 된다.

상기 프레임(1)은, 다수의 각파이프를 통해 이루어져 튜브(T)를 연속적으로 안내하도록 함과 동시에 튜브(F)의 외측에 핀(F)이 결합된 상태의 핀튜브(FT)를 연속적으로 이송시키기 위한 것이다.

상기 프레임(1)은, 튜브(T)를 안내하는 전방몸체(110a)와 핀튜브(FT)를 안내하는 후방몸체(110b)로 이루어진다.

상기 전방몸체(110a)는, 상기 튜브(T)를 안내하기 위한 것으로 튜브 공급 부(2)와, 튜브 푸싱부(3), 튜브 스크러치부(5)가 위치된다.

상기 후방몸체(110b)는 상기 핀튜브(FT)를 안내하기 위한 것으로 녹슬음 방지액 도포부(9), 핀튜브 이송기(9), 핀튜브 안내부(10), 핀튜브 유동방지부(11), 핀튜브 컷팅부(12)가 위치된다.

즉, 상기 몸체(110)는, 상기 핀튜브 용접부(6)를 중심으로 전방몸체(110a)와 후방몸체(110b)로 분리되어 이루어진다.

상기 튜브 표면스크러치부(5)는, 본 발명의 핵심적인 기술 수단이며, 상기 프레임(1)의 길이 방향을 따라 다수개 배열되며 회전 이송되는 상기 튜브(T)의 하측에 위치되어 상기 튜브(T)를 지지하게 되는 한쌍의 지지로울러(510)(520)와, 상기 튜브(T)의 상측에서 길이방향을 따라 제공되며 상기 튜브(T)의 표면을 연삭하게 되는 한 쌍의 1차 연삭숫돌(530)과, 상기 튜브(T)의 상측에서 길이방향을 따라 제공되며 상기 튜브(T)의 표면을 연삭하게 되는 한 쌍의 2차 샌드페이퍼(540)와, 모터 구동력을 통해 상기 1차 연삭숫돌(530)과 2차 샌드페이퍼(540)를 회전시키는 회전수단(560)과, 상기 1차 연삭숫돌(530)과 2차 샌드페이퍼(540)가 상기 튜브(T)로부터 분리될 수 있도록 회동각을 조절하는 회동각 조절수단(570)로 구성된다.

상기 1차 연삭숫돌(530)은, 공지의 연삭숫돌과 동일 외형을 갖는 것이며 외면이 비교적 거친면을 형성하여서 된 것이다. 그리고 상기 튜브(T)의 길이방향을 따라 한 쌍으로 이루어지며 회전축(532)의 양단에 결합되어 회전하게 된다.

상기 2차 샌드페이퍼(540)은, 공지의 샌드페이퍼와 동일 형상을 취하는 것이며 외면이 비교적 고른 샌드면을 형성하여서 된 것이다. 그리고 상기 튜브(T)의 길 이 방향을 따라 배열되는 한 쌍으로 이루어지며 회전축(542)의 양단에 결합되어 회전하게 된다.

상기 회전수단(560)은, 상기 1차 연삭숫돌(530)과 상기 2차 샌드페이퍼(540)를 회전시키는 회전축(532)(542)과, 상기 회전축(532)(542)과 각각 체인(534)(544) 연결되어 이들을 동시에 회전시키는 구동축(562)과, 상기 구동축(562)의 중간부분과 체인(563) 연결되어 이를 회전시키는 모터 구동부(564)로 이루어진다.

이에따라 상기 모터 구동부(564)가 동작하게 되면 구동축(562)이 회전하게 되고, 동시에 체인(534)(544) 연결된 상기 회전축(532)(542)이 회전되어 상기 1차 연삭숫돌(530)과 2차 샌드페이퍼(540)가 회전되면서 연속되면서 회전 이송되는 튜브(T) 외측에 고르고 안정된 거친면을 형성하게 된다.

상기 회동각 조절수단(570)은, 일단에 상기 회전축(532)(542)에 각각 고정되도록 고정구가 제공되고 타단에 상기 구동축(562)에 회전 가능하게 결합되는 회전구가 각각 결합되는 연결부재(582)(583)와, 상기 회전구에 돌출되게 제공되는 회동바(584)(585)와, 상기 회동바(584)(585)에 각각 연결되어 로드를 통해 전후진 되면서 상기 회동바(584)(585)를 회동시키는 회동실린더(586)(587)로 이루어진다.

이에따라 상기 회동실린더(586)(587)이 각각 또는 동시에 동작하게 되면 선택된 회동실린더의 로드가 당김 동작을 하게 되고 이에따라 선택된 회동바(584)(585)가 당겨져 연결부재(582)(583)를 상기 구동축(562)를 중심으로 들어 올리게 된다. 따라서 선택된 상기 1차 연삭숫돌(530) 또는 2차 샌드페이퍼(540)가 들어 올려져 상기 튜브(T)로부터 분리되게 된다.

도면중 부호 590,591은 텐션조절로울러이며, 이는 체인(534)(535)(563)의 장력을 조절하기 위한 것이다.

열병합 발전소의 열교환기로 적용될 수 있는 것임.

도 1은 본 발명에 따른 핀튜브 자동 제조 장치의 전체 구성도,

도 2는 도 1에서 튜브 표면 스크러치부를 도시한 평면도,

도 3은 도 2의 측면도,

도 4는 도 3의 확대도,

도 5는 도 2에서 케이스로 커버한 상태의 측면 절개도,

도 6은 도 2 내지 도 5에서의 작동상태 요부 확대도.

<도면의 주요부분에 대한 부호의 설명>

F: 핀 T: 튜브

FT: 핀튜브

1: 프레임 5: 튜브 표면 스크러치부

510,520: 지지로울러

530: 1차 연삭숫돌 540: 2차 샌드페이퍼

532,542: 회전축 534,544: 체인

560: 회전수단

562: 구동축 563: 체인

564: 모터 구동부

580: 회동각 조절수단

582,583: 연결부재 584,585: 회동바

586,587: 회동실린더 590.591: 텐션조절로울러

Claims

튜브(T)의 외측에 띠 형상의 핀(F)을 나선방향으로 결합시켜 핀튜브(FT)를 제조하는 핀튜브 제조장치에 있어서,

프레임(1)의 일측에서 적재된 튜브(T)를 하나씩 상기 프레임(1)의 길이방향을 따라 공급 이송되도록 하는 튜브 공급부(2)와, 상기 프레임(1)의 일측에 제공되어 튜브(T)를 연속적으로 안내 이송하는 튜브 푸싱부(3)와, 핀(F)이 권취된 상태에서 연속적으로 풀림되도록 하는 언코일러(4)와, 상기 튜브(T)의 표면에 용접되는 상기 핀(F)의 용접 용이성 확보를 위해 상기 튜브(T)에 표면 거칠기 작업을 수행하는 표면스크러치부(5)와, 상기 튜브(T)의 표면에 핀(F)을 결합시켜 핀튜브(FT)를 형성시키는 핀튜브 용접부(6)와, 상기 튜브(T)에 핀(F)의 용접 결합시 공급되는 냉각수의 처리수를 필터링하는 슬러지처리부(7)와, 상기 프레임(1)의 후방측에 제공되어 상기 프레임(1)에 제공되는 레일을 따라 길이 방향으로 전후진 왕복 이송하게 되며 상기 핀튜브(FT)의 일단을 고정하는 고정구를 가져서 된 핀튜브 이송기(8)와, 상기 핀튜브(FT)에 도포되어 상기 핀튜브(FT)의 녹슬음을 방지하는 녹슬음 방지액 도포부(9)와, 상기 프레임(1)의 후방측에서 길이방향을 따라 다수개 제공되며, 하측에 제공되는 승강실린더의 승하강 동작에 따라 상기 핀튜브 이송기의 이송에 따른 간섭없이 올려진 상기 핀튜브(FT)를 슬라이드 안내하도록 좌우 한 쌍의 공회전 로울러를 가져서 된 핀튜브 안내부(10)와, 상기 프레임(1)의 후방측에서 길이방향을 따라 다수개 제공되어 상기 핀튜브 안내부(10)에 의해 지지된 상기 핀튜브(FT) 의 상측을 커버하는 형태로 슬라이드 지지하여 상기 핀튜브(FT)의 유동을 방지하는 핀튜브 유동 방지부(11)와, 상기 핀튜브(FT)를 적정 길이로 컷팅하는 핀튜브 컷팅부(12)를 포함하며;

상기 튜브(T)의 표면에 용접되는 상기 핀(F)의 용접 용이성 확보를 위해 상기 튜브(T)에 표면 거칠기 작업을 수행하는 튜브 표면 스크러치부(5)를 더 포함하여서 됨을 특징으로 하는 핀튜브 제조에 있어 용접 용이성 확보를 위한 튜브 표면 처리장치.
청구항 1에 있어서,

상기 튜브 표면스크러치부(5)는,

상기 프레임(1)의 길이 방향을 따라 다수개 배열되며 회전 이송되는 상기 튜브(T)의 하측에 위치되어 상기 튜브(T)를 지지하게 되는 한쌍의 지지로울러(510)(520)와,

상기 튜브(T)의 상측에서 길이방향을 따라 제공되며 상기 튜브(T)의 표면을 연삭하게 되는 한 쌍의 1차 연삭숫돌(530)과,

상기 튜브(T)의 상측에서 길이방향을 따라 제공되며 상기 튜브(T)의 표면을 연삭하게 되는 한 쌍의 2차 샌드페이퍼(540)와,

모터 구동력을 통해 상기 1차 연삭숫돌(530)과 2차 샌드페이퍼(540)를 회전시키는 회전수단(560)과,

상기 1차 연삭숫돌(530)과 2차 샌드페이퍼(540)가 상기 튜브(T)로부터 분리될 수 있도록 회동각을 조절하는 회동각 조절수단(570)를 포함하여 구성됨을 특징으로 하는 핀튜브 제조에 있어 용접 용이성 확보를 위한 튜브 표면 처리장치.
청구항 2에 있어서,

상기 회전수단(560)은,

상기 1차 연삭숫돌(530)과 상기 2차 샌드페이퍼(540)를 회전시키는 회전축(532)(542)과, 상기 회전축(532)(542)과 체인(534)(544) 연결되어 이들을 동시에 회전시키는 구동축(562)과, 상기 구동축(562)의 중간부분과 체인(563) 연결되어 이를 회전시키는 모터 구동부(564)로 이루어짐을 특징으로 하는 핀튜브 제조에 있어 용접 용이성 확보를 위한 튜브 표면 처리장치.
청구항 2 또는 청구항 3에 있어서,

상기 회동각 조절수단(570)은,

일단에 상기 회전축(532)(542)에 각각 고정되도록 고정구가 제공되고 타단에 상기 구동축(562)에 회전 가능하게 결합되는 회전구가 각각 결합되는 연결부재(582)(583)와, 상기 회전구에 돌출되게 제공되는 회동바(584)(585)와, 상기 회동바(584)(585)에 각각 연결되어 로드를 통해 전후진 되면서 상기 회동바(584)(585) 를 회동시키는 회동실린더(586)(587)로 이루어짐을 특징으로 하는 핀튜브 제조에 있어 용접 용이성 확보를 위한 튜브 표면 처리장치.
청구항 4에 있어서,

상기 1차 연삭숫돌(530)과 상기 2차 샌드페이퍼(540)는 각각 상기 회전축(532)(542)에 한 쌍으로 각각 제공됨을 특징으로 하는 핀튜브 제조에 있어 용접 용이성 확보를 위한 튜브 표면 처리장치.